Influencing of thin protective coatings on natural frequencies of radial oscillations of claddings of fuel rods of nuclear reactors

Abstract

The natural frequencies and the modes of the radial oscillations are computed by using the method of grids for the cylindrical claddings made with the thin protective coatings for the fuel rods of the nuclear reactors. It is received the values more than 150 kHz for first natural frequencies of the radial oscillations of the claddings of fuel rods of the WWER-1000 nuclear reactors. It is shown that the thin protective coatings lead to noticeable increasing of first natural oscillation frequency, but have negligible influencing on the second and higher natural frequencies as well as on the modes of the radial oscillations of the claddings of fuel rods.

Власні частоти і форми радіальних коливань розраховуються з використанням методу сіток для оболонки твелів ядерних реакторів ВВЕР-1000, виконаної з тонкими захисними покриттями. Отримано значення більше 150 кГц для перших власних частот радіальних коливань оболонки твелів ядерних реакторів ВВЕР-1000. Показано, що тонкі захисні покриття призводять до помітного збільшення першої частоти власних коливань, але мають незначний вплив на другу і більш високі частоти, а також на форми власних радіальних коливань оболонок твелів. Збільшення власних частот коливань циліндричних оболонок твелів за рахунок використання тонких захисних покриттів пояснюється істотним збільшенням радіальної жорсткості оболонок завдяки наявності окружних сил у покриттях при незначному збільшенні маси конструкції.

Собственные частоты и формы радиальных колебаний рассчитываются с использованием метода сеток для оболочки твэлов ядерных реакторов ВВЭР-1000, выполненной с тонкими защитными покрытиями. Получены значения более 150 кГц для первых собственных частот радиальных колебаний оболочки твэлов ядерных реакторов ВВЭР-1000. Показано, что тонкие защитные покрытия приводят к заметному увеличению первой частоты собственных колебаний, но оказывают незначительное влияние на вторую и более высокие частоты, а также на формы собственных радиальных колебаний оболочек твэлов. Увеличение собственных частот колебаний цилиндрических оболочек твэлов за счет использования тонких защитных покрытий объясняется значительным повышением радиальной жесткости оболочек благодаря наличию окружных сил в покрытиях при незначительном увеличении массы конструкции.